Detecção de íons de lítio em produtos farmacêuticos usando MALDI

Postado: 22 de fevereiro de 2023 | Ahmad Amini, Johan Carlsson | Nenhum comentário ainda

Aqui, Ahmad Amini e Johan Carlsson, da Agência Sueca de Produtos Médicos, discutem o uso da espectrometria de massa com tempo de voo de dessorção/ionização a laser assistida por matriz (MALDI-TOF MS) para identificação de lítio em preparações farmacêuticas.

O lítio (Li) é o terceiro elemento da tabela periódica que pertence ao grupo dos metais alcalinos. Foi descoberto por Johann August Arfwedson no início de 1800 no mineral petalita. Acredita-se que isso explique a origem do nome do elemento; de lithos (grego para pedra). É encontrado como diferentes sais, como sulfato, acetato e cloreto. O lítio tem nove isótopos conhecidos, dos quais dois são estáveis ​​- 6Li e 7Li, que têm abundâncias de 7,5% e 92,5%, respectivamente.1

O lítio em altas concentrações é tóxico para humanos, animais e plantas, por exemplo, a ingestão de 5g de LiCl pode causar toxicidade fatal"

O lítio, dependendo de sua concentração ou exposição, pode ser biologicamente importante para os organismos vivos.2,3 O lítio em concentração baixa a intermediária tem sido usado como agente terapêutico há mais de 50 anos para o tratamento do transtorno bipolar.4 No entanto, lítio em altas concentrações é tóxico para humanos, animais e plantas, por exemplo, a ingestão de 5g de LiCl pode causar toxicidade fatal.5 O lítio também demonstrou ser um agente cationizante eficaz para análise MALDI de, por exemplo, ésteres de cera natural, esfingolipídios, carboidratos, lipídios e polímeros.6-8

As ciclodextrinas são uma família de oligômeros cíclicos produzidos a partir do amido por meio da digestão enzimática.9 As ciclodextrinas naturais mais abundantes são α-CD, β-CD e γ-CD, incluindo respectivamente seis, sete e oito unidades de glucopiranose. Apresentam uma forma semelhante a um toro oco com diferentes polaridades em suas faces interna e externa; isto é, cavidade interna hidrofóbica e exterior hidrofílico.10

O interior das ciclodextrinas associa-se prontamente com várias moléculas orgânicas para formar complexos de inclusão.10,11 Os grupos hidroxila na entrada da cavidade CD formam complexos supramoleculares por pontes de hidrogênio ou interações eletrostáticas.12 Tais propriedades permitem a formação de complexo hospedeiro-hóspede , com sais de metais inorgânicos.13,14 As forças motrizes por trás da complexação de inclusão hospedeiro-hóspede do CD e molécula hóspede individual incluem eletrostática, ligação de hidrogênio, van der Waals e interações hidrofóbicas.15-17

Técnicas de ionização suave, como MALDI-TOF MS e ionização por eletropulverização, forneceram a possibilidade de explorar os complexos CD não covalentes.9,18,19

No presente estudo, a formação de aduto entre α-CD e íons de lítio foi explorada para detectar lítio em produtos farmacêuticos.

A α-ciclodextrina, como outras ciclodextrinas, como β-CD, tem uma alta afinidade para parear com vários metais alcalinos na matriz da amostra para formar uma variedade de adutos. Conforme ilustrado emfigura 1 a análise MALDI de modo de íon positivo de α-CD e β-CD gera formas iônicas de adutos de metais alcalinos, por exemplo, [α-CD-Li]+, [α-CD-Na]+ e [α-CD-K]+ . α-CD (PM = 792,8 g/mol), α-CD em oposição a β-CD, tem alta solubilidade aquosa, ou seja, mais de 100 g por litro de água a 25oC. CD é uma co-matriz e funciona como um sumidouro de metal alcalino capturando íons metálicos, ou seja, Li+, Na+ e K+. Isso se deve à alta afinidade dos açúcares para formar adutos de íons de metais alcalinos em espectrometria de massa.20

figura 1 : Cationização de α-CD (A) e β-CD (B) por cátions de lítio, sódio e potássio. Cloreto de lítio foi dissolvido em 50 mg/ml de α-CD e 10 mg/ml de β-CD a uma concentração de 200 µg/ml. As análises foram realizadas no modo reflectron usando ACHCA dissolvido em acetonitrila e ácido trifluoroacético como matriz MALDI.

A associação com os íons de metais alcalinos e, portanto, a formação do CD cationizado, depende da afinidade do CD para esses íons metálicos, a razão CD/metal, bem como as propriedades do cátion metálico, como o raio do íon e a configuração eletrônica.13